微波營養套餐中米飯加工工藝的改良研究

劉臨潔 李云飛，2 肖 菲 王璐怡

微波營養套餐中米飯加工工藝的改良研究

劉臨潔1李云飛1，2肖 菲1王璐怡1

(上海交通大學農業與生物學院食品科學與工程系1，上海 200240)
(上海交通大學陸伯勛食品安全研究中心2，上海 200240)

模擬供應動車組微波營養套餐中米飯的生產工藝，采用6種不同的米飯蒸煮方式，在兩周的貨架期內與常規水浴加熱米飯進行對比。通過測定米飯的水分含量、質構參數(硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性等)、微觀形態等特性，對比得出60℃水浴30 min，取出后在25℃下放置30 min，后以400 W功率微波加熱6 min，取出后保溫10 min為最優化的微波營養套餐米飯蒸煮工藝。這種水浴微波混合加工工藝生產的米飯在4℃儲存條件下，在14 d貨架期內微波復熱后仍可較好地保證米飯的品質。

動車組營養套餐 米飯 質構 微觀形態

微波作為一種方便、快捷的加熱能源，已經廣泛應用在食品加工領域。微波營養套餐主要是供應動車組，學校和商務區等地方消費，須在食用前微波復熱以達到更優的口感。米飯作為中國人最喜愛的主食之一，是微波營養套餐中生產量最大的產品。但由于生產的產品不能及時送達消費者口中，從而導致放置過后的米飯食用品質下降。

米飯的質構品質被認為是大米食用品質中最重要的因素，它與大米食用口感關系密切［1］。不同蒸煮方式的米飯其質構特性不同，且由于其儲藏過程中蛋白質、淀粉等成分含量和結構的變化，會使大米的蒸煮品質發生變化［2］。對米飯品質進行評價的基本方法是感官評價法。但是，評價人員由于存在著文化背景和生活習慣等方面的差異，往往有著不同的食味嗜好，造成評價結果可能有較大的差異［3］。質構儀(texture analyzer)是近年來用于測定食品質構特性的一種儀器。質構測試主要是通過模擬人口腔的咀嚼運動，對樣品進行兩次壓縮，質構測試的米飯樣品指標有:硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性［4］。

在工業生產中，米飯的加工方式為蒸煮法，為了改善生產工藝，本試驗使用微波加工工藝和水浴微波混合加工工藝蒸煮米飯，研究表明微波加熱可以使大米淀粉糊的粘稠性和柔軟性增大［5］，且微波有助于大米淀粉消化性能的提高［6］。實際生產中，微波營養餐的保質期為2周，所以本試驗為能保證2周內米飯食用品質最佳，模擬實際生產保藏條件，通過研究不同的工藝的微波米飯蒸煮方法，以期獲得最優米飯蒸煮工藝。

1 材料與方法

福臨門牌金典特選東北米:中糧國際有限公司。

1．2 主要試驗儀器

TA．XT plus Texture Analyser物性測試儀:英國Stable Micro System公司;WLD2S－08微波爐:額定功率2000 W，可調，南京三樂微波技術發展有限公司;HWS28型電熱恒溫水浴鍋:上海一恒科學儀器有限公司;Haier BCD－196F冰箱:青島海爾股份有限公司;艾科浦超純水系統:重慶頤洋企業發展有限公司。

1．3 試驗方法

1．3．1 米飯的制備

將150 mL水和100 g大米一起置于保鮮盒中，設定2種加熱方式，并在每種加熱方式中采用3種加熱時間，分別為:1)微波加工工藝:微波加熱功率為400 W，分別加熱10、12、14 min，取出后保溫10 min;2)水浴微波混合加工工藝:60℃水浴30 min，取出后在25℃下分別放置0、30、60 min，后以400 W功率微波加熱6 min，取出后保溫10 min。另本試驗中以沸水浴40 min蒸煮米飯作為常規加熱方法進行對照，各處理均設有3次重復。

徐偉：其作品被評為“最具前衛意識的傾訴”、“關注‘人性’”。認為藝術需要“人性”美的升華與個性的提煉，要將攝影者自我的“情感語態”轉化為視覺圖形。

1．3．2 米飯的保藏

將制備好的米飯樣品保存在4℃下，在米飯制備完后的第1，7，14 d分別取出樣品，稱取10 g于玻璃培養皿中，放入微波爐中以300 W功率微波復熱2 min，復熱完后立刻進行質構測定。

1．3．3 含水量測定

按照GB/T 5497—1985糧食、油料檢驗水分測定法測定米飯的含水量。

1．3．4 質構測定條件

利用質構儀TPA分析測定米飯的質構特性(硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性)。將米飯均勻混合后，隨機挑選5粒大小相近的完整飽滿的米飯，在探頭下方載物臺上對稱放置，每個樣品測定5次，去掉硬度最大和最小的兩個測定結果，取3次測定結果，計算平均值和平均偏差。

參數設定為:壓縮程度90%，測前速度1 mm/s，壓縮速度為0．5 mm/s，測后速度1 mm/s，間隔時間為2 s。trigger type設置為auto－5 g，采用P3．6R探頭測量。

1．3．5 質構數據處理

應用spss13．0軟件進行單因素方差分析，單因素分析檢驗組間顯著性差異，P＜0．05表示差異顯著，P＜0．01表示差異極顯著。

1．3．6 微觀形態測定

米粒采用戊二醛分步固定，梯度濃度乙醇脫水后，將處理好的待觀察樣品用導電雙面膠粘附在銅臺上，離子濺射儀真空噴金后，用電子掃描顯微鏡觀察。

2 結果與分析

2．1 不同加工工工藝對米飯含水量的影響

常規水浴加工工藝和微波、水浴微波混合加工工藝對米飯含水量的影響如表1所示。水浴微波混合加工工藝生產出的米飯含水量最高，其次為常規加熱，而微波加工工藝的工藝3含水量低。這可能是因為微波加工工藝功率高，時間短，水分未能充分進入大米細胞內部，導致含水量低于常規加熱。水浴微波混合加工工藝中，因為低溫水浴的浸泡，使米粒內部吸水充足，從而含水量上升。

表1 不同加工工藝對米飯含水量的影響/%

2．2 不同加工工藝對米飯硬度的影響

常規水浴加工工藝和微波、水浴微波混合加工工藝對米飯硬度的影響如圖1所示。由圖1可知，微波加工工藝的米飯硬度高于常規和混合加熱工藝，含水量最低的是水浴微波混合加工的米飯。這是因為，淀粉顆粒的硬度和淀粉的含水量有顯著的負相關性。微波加工工藝含水量最低，所以硬度高于常規加熱。微波3工藝硬度最高，這是因為隨著微波時間的繼續延長，水分的散失導致淀粉和蛋白質的交聯，從而使硬度繼續上升。水浴微波混合加工工藝中，因水分充足，從而在微波加工時有足夠水分產生能量，所以硬度較低，且隨著工藝間隔時間的延長，米飯的硬度有小幅度下降。在混合工藝2中，米飯的硬度顯著小于常規加熱(P＜0．05)，小于微波3工藝極顯著(P＜0．01)，且米飯加工時間較短、硬度適中，延長水浴微波間隔時間并不能進一步提高米飯的含水量和降低米飯的硬度。

圖1 不同加熱方式對米飯硬度的影響

2．3 不同加工工藝對米飯黏著性的影響

圖2表示不同加工工藝對米飯黏著性的影響。黏著性過高的米飯會給人以粘牙的口感，而過低又會導致米飯飯粒分明，產生類似于夾生飯的感官品質。由圖2可知，微波加工工藝米飯的黏著性顯著大于常規水浴加工工藝(P＜0．01)，水浴微波混合加工米飯黏著性居中。常規水浴加工的米飯其黏著性隨時間下降最快，其次為微波加工的米飯，而混合加工的米飯其黏著性保持最好，且在第7天和第14天都顯著高于常規水浴加工的米飯黏著性。說明適宜的混合加熱條件有利于米飯品質的保持。熱作用可能加強分子間的相互作用，導致淀粉與脂肪等形成復合態化合物的能力增強，從而抑制了糊化過程中淀粉顆粒的膨脹［7］。使得大米糊的黏度下降。但微波作用使極性分子鏈高頻振動、碰撞，會導致分子內和分子間氫鍵的斷裂，使淀粉分子的伸展較水浴加熱充分，所以黏度較水浴加熱大［8］。

圖2 不同加熱方式對米飯黏著性的影響

2．4 不同加工工藝對米飯彈性的影響

圖3表示不同加工工藝對米飯彈性的影響。彈性是指變形樣品在去除變形力后的恢復程度［9］。由圖3可知，微波加工工藝和水浴微波混合加工工藝，米飯的彈性要顯著高于常規水浴加工工藝(P＜0．05)。因為微波加熱對大米淀粉顆粒破碎程度小于水浴加熱對大米淀粉顆粒的破碎程度，微波加熱形成的淀粉糊凝膠網絡結構較緊密，淀粉的粘稠性和柔軟性較大，從而相比較于常規水浴加熱，有微波加熱的米飯蒸煮工藝彈性顯著增加。

圖3 不同加熱方式對米飯彈性的影響

2．5 不同加工工藝對米飯凝聚性的影響

圖4表示不同加工工藝對米飯凝聚性的影響。凝聚性是指組成樣品結構的內部作用力。由圖4可知，與常規水浴工藝相比，微波加工工藝生產出的米飯凝聚性顯著增加(P＜0．05)，水浴微波混合加工工藝凝聚性與常規加工工藝相比無顯著性差異。這可能是因為經過高強度的微波加熱后，糊化后溶出的大米直鏈淀粉分子在冷卻過程中趨向于結晶，老化程度大于常規加熱，使得大米糊內部作用力增大，表現為凝聚性增加。

圖4 不同加熱方式對米飯凝聚力的影響

2．6 不同加工工藝對米飯咀嚼性的影響

圖5表示不同加工工藝對米飯咀嚼性的影響。咀嚼性是表示將半固體食品咀嚼成吞咽狀態時所需的能量，它由硬度×凝聚性×彈性確定［10］。由圖5可知，微波加工工藝的咀嚼性要顯著高于常規水浴加熱和水浴微波混合加工的咀嚼性，水浴微波混合加工的米飯咀嚼性略高于常規水浴加工的咀嚼性，且在第7天和第14天仍能保持這種咀嚼性不變。微波加熱工藝因為硬度較大，所以需要較多能量來咀嚼吞咽，且穩定性不好，口感較差。而常規加熱工藝咀嚼性下降較快，說明結構保持能力下降，內部結構松散，口感易下降。在混合加熱工藝中，3種加工工藝咀嚼性適中，且工藝2的保持能力良好，不隨時間的延長降低，從而保持了較好的口感。

圖5 不同加熱方式對米飯咀嚼性的影響

2．7 不同加工工藝對米飯微觀結構的影響

采用掃描電鏡對米飯超微結構進行分析，加速電壓為20 kV，放大到3 000倍，常規水浴加工工藝、微波加工工藝2、水浴微波混合加工工藝2對米飯微觀結構的影響如圖6所示。由圖6a可知，常規加工工藝生產出的米飯表面較平滑，糊化滲析出來的直鏈淀粉形成了凝膠網絡，淀粉界面已基本模糊，顆粒吸水膨脹，部分表面有凹陷。由圖6b可知，微波加工工藝生產的米粒細胞有一定的塌陷，微波加熱功率較大，水分散失導致米粒細胞收縮，結構致密，顆粒表面洞穴凹痕數量多。由圖6c可知，水浴微波混合加工工藝表面趨向于平滑，淀粉顆粒糊化完全，無序排列，顆粒吸水膨脹到最大體積。

3 討論

水浴微波混合加工工藝吸取了水浴和微波工藝的共同優點，水浴加熱浸泡使大米淀粉顆粒溶脹，在一定間隔的時間內，米粒內部充分吸水，從而在之后的微波加熱中，米粒內部水分得到保持，米飯在微波加熱過程中黏稠性和柔軟性得到了提高，同時因為水分的充足降低了淀粉和蛋白質的交聯，降低了硬度，保證了較好的咀嚼性。

4 結論

選取6種不同的米飯預熟方式，綜合比較了硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性和生產流通周期性等數據后，得出了改良后的米飯水浴微波混合加工工藝，即在60℃水浴30 min，取出后在25℃下放置30 min，而后以400 W功率微波加熱6 min，取出后保溫10 min。這種水浴微波混合加工工藝生產的米飯在4℃儲存條件下，在14 d貨架期內微波復熱后可較好的保證米飯的品質。

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［3］湖南農學院水稻品質遺傳育種課題組．水稻品質育種(三):稻米的蒸煮食味品質和營養品質［J］，湖南農業科學，1985(5):42－48

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Study on Optimization of Processing Technique for Rice in Microwave Nutritional Meal

Liu Linjie1Li Yunfei1，2Xiao Fei1Wang Luyi1
(Department of food science and engineering，College of Agriculture and Biology，Shanghai Jiaotong University1，Shanghai 200240)
(Shanghai Jiaotong University Bor．S．Luh Food Safety Research Center2，Shanghai 200240)

Processing technique of rice in nutritional meal which is provided in the Electric Multiple Unit(EMU)is imitated in this experiment．There are 6 different kinds of methods of cooking rice．It compares the effects of shelf period in two weeks and conventional water bath heating rice．By measuring moisture，quality and structure parameters(hardness，tackiness，elasticity，coherence and chewiness)and microstructure，it can get that the optimized processing technique is that water bath heat the rice in 60℃for 30 min and cools down in 25℃for 30 min and heats for 6 min by using 400 W microwaves．By doing so，the rice in nutritional meal that stored in 4℃can maintain the best quality by microwave reheating after 14 days shelf life．

nutritional meal of electric multiple unit(EMU)，rice，quality and structure，microstructure

TQ432．2

A

1003－0174(2012)07－0097－05

國家科技支撐計劃(2008BAD91B00)

2011－10－13

劉臨潔，女，1988年出生，碩士，食品加工

李云飛，男，1954年出生，博士后，教授，博士生導師，食品加工貯藏